重慶市環(huán)境空氣質(zhì)量綜合評價研究

胡鑫 張斌儒 譚鷙 彭靖

摘 要：環(huán)境空氣質(zhì)量對當(dāng)?shù)鼐用竦纳詈托腋Ｖ笖?shù)至關(guān)重要。空氣質(zhì)量越來越受到政府的關(guān)注。本文對重慶市環(huán)境空氣質(zhì)量進行綜合評價研究，具體分析了重慶市2013—2018年環(huán)境空氣質(zhì)量的狀況及變化趨勢。收集重慶市2013—2018年主要環(huán)境空氣污染物（PM2.5、PM10、SO2）的月度統(tǒng)計歷史數(shù)據(jù)平均濃度監(jiān)測數(shù)據(jù)，按照《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）中的二級標(biāo)準(zhǔn)，用空氣綜合污染指數(shù)評價法和空氣污染負(fù)荷系數(shù)法分析其變化特征和環(huán)境空氣質(zhì)量影響因素。結(jié)果表明，2013—2018年大氣PM2.5月度濃度大多超過平均年濃度限值，PM10濃度月度均值也大多也超標(biāo)，SO2均達標(biāo)。相關(guān)的整改措施使得大氣中PM2.5與PM10均呈濃度下降狀態(tài)，SO2基本呈穩(wěn)定狀態(tài)。年內(nèi)變化顯示，各污染物的濃度季節(jié)變化非常明顯，污染物濃度從高到低的順序大體為冬季、春季、秋季、夏季。全市的綜合污染指數(shù)呈下降趨勢，空氣污染程度顯著降低，空氣質(zhì)量不斷變好。研究結(jié)果可為相關(guān)部門提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：環(huán)環(huán)境空氣質(zhì)量 染負(fù)荷系數(shù) 綜合污染指數(shù) 綜合評價

中圖分類號：Q938 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）08（b）-0130-03

1 背景分析

十九大報告提出中華民族永續(xù)發(fā)展的千年大計是建設(shè)生態(tài)文明，綠水青山就是金山銀山的理念被貫徹其中，堅持全民共治、源頭防治，持續(xù)實施大氣污染防治行動，打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)是勢在必行。重慶地處中國內(nèi)陸西南部，重慶是我國西南的工業(yè)重鎮(zhèn)，是國務(wù)院批準(zhǔn)的51個環(huán)境保護重點城市和歷史名稱之一。隨著歷史的形成，重慶市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)屬于重工業(yè)型，以高硫煤作為主要能源構(gòu)成，因為高硫煤的能耗高和盆周山地的地理氣象條件，所以不利于大氣污染物的擴散，重慶市的首要任務(wù)就是防治大氣污染、改善大氣環(huán)境，并將它作為城市、經(jīng)濟發(fā)展的重要課題。經(jīng)過幾年的努力，污染惡化得到了一定的控制局部的環(huán)境質(zhì)量有所提升。重慶被作為中國最宜居城市之一，但由于重慶是一個山城城市，風(fēng)格明顯被大多數(shù)人所喜愛，但由于宜居這個概念被大多數(shù)人理解為適合養(yǎng)老，適合養(yǎng)老的3個基本大點是：氣候與空氣質(zhì)量、人文和風(fēng)景、交通與醫(yī)療。作為霧都的重慶，在氣候和空氣質(zhì)量這方面，還不能名列前茅。因為地勢原因，霧特別大，相應(yīng)的空氣質(zhì)量指數(shù)也不高。所以對重慶市空氣質(zhì)量變化趨勢進行分析從而了解環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀具有重要意義。人們無時無刻不在呼吸，人均呼吸每日可達兩萬次，與周圍環(huán)境進行氣體交換達一萬多升，所以空氣質(zhì)量對于人們的健康是十分重要的，進行空氣質(zhì)量變化趨勢分析也可為制定環(huán)境政策與治污措施提供據(jù)測依據(jù)。

已有一些文獻就環(huán)境空氣質(zhì)量進行了研究，張春輝和馬琳達（2015）[1]以貴陽市為例，對控制空氣質(zhì)量進行研究，使用了趨勢檢驗方法、空氣綜合污染指數(shù)評價以及差異性檢驗（Duncan新復(fù)極差法）進行相關(guān)研究。鄒軍和楊柳（2010）[2]以四川省為例完成城市環(huán)境空氣質(zhì)量及變化趨勢，使用了綜合污染指數(shù)以及負(fù)荷系數(shù)進行分析。潘本峰與鄭皓皓等（2017）[3]認(rèn)為中國不同區(qū)域城市空氣質(zhì)量濃度不同表示方法不同。重慶屬于山城，不同于其他地區(qū)，其環(huán)境空氣質(zhì)量也有其特殊性；另一方面，重慶時的主要空氣污染物與其他地區(qū)可能有所差異，因此有必要對重慶市近幾年的空氣質(zhì)量進行綜合評價研究，進而挖掘出空氣質(zhì)量的變化趨勢，進而提出可行的建議。本文主要使用描述性統(tǒng)計分析、污染負(fù)荷系數(shù)以及空氣綜合污染指數(shù)等統(tǒng)計方法對重慶市空氣質(zhì)量變化趨勢進行分析。

2 模型假設(shè)

人類生存和發(fā)展的基本條件是生態(tài)環(huán)境，生態(tài)環(huán)境也是經(jīng)濟社會的發(fā)展基礎(chǔ)，生態(tài)污染不僅影響人民的身體健康，而且對城市形象也有很大的破壞，因為重慶主城屬于老工業(yè)基地，生態(tài)環(huán)境問題較為突出，所以生態(tài)問題對經(jīng)濟的發(fā)展速度與生態(tài)環(huán)境的保護有一定的阻礙。改革開放以來，西北部地區(qū)經(jīng)濟和工業(yè)的快速發(fā)展導(dǎo)致各項污染物排放對空氣質(zhì)量影響形勢較為嚴(yán)峻，近些年頻發(fā)的重污染嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活。基于此，2012年黨的十八大提出了生態(tài)文明建設(shè)的宏偉藍圖，2017年的十九大又進一步提出加快生態(tài)文明體制改革，建設(shè)美麗中國。但環(huán)境的改善需要一定的時間，具有一定滯后性，隨著政策的提出，重慶市主要污染物濃度是否有所緩解，總的污染狀況是否有所改善？基于上述分析，本文做出以下假設(shè)。

隨著十八大以來各項生態(tài)環(huán)境重點決策的出臺，隨著時間的推移，重慶市空氣污染綜合指數(shù)呈現(xiàn)下降的趨勢，主要污染物的濃度值也會呈現(xiàn)下降的趨勢，但與政策的提出存在一定滯后性。

3 模型建立

3.1 數(shù)據(jù)來源

根據(jù)2013—2018年重慶市環(huán)境空氣質(zhì)量長期定點監(jiān)測數(shù)據(jù)，對PM2.5、PM10、SO2濃度月均值進行月度污染分析數(shù)據(jù)來自2013—2018PM2.5科學(xué)實驗專家小組（https：//www.aqistudy.cn/historydata/），本文選取的時間跨度是2013年12月到20118年04月。不同于已有文獻，選取PM2.5，PM10和SO2主要原因是通過重慶市統(tǒng)計年鑒分析出這3種物質(zhì)為重慶市主要空氣質(zhì)量污染物。

3.2 空氣污染季節(jié)變化分析

以氣候季節(jié)與天文季節(jié)相結(jié)合來劃分重慶市的四季。即三月份、四月份、五月份為春季，六月份、七月份、八月份為夏季，九月份、十月份、十一月份為秋季，十二月份、一月份、二月份為冬季。2013—2018年的PM2.5、PM10、二氧化硫，按季節(jié)分別利用Excel和SPSS 20計算出3種主要污染物的濃度均值列于表1。

由表1可以看出：PM2.5、PM10、SO2均表現(xiàn)出來明顯的季節(jié)變化規(guī)律。污染濃度變化呈現(xiàn)不同，PM2.5濃度呈現(xiàn)從高到低的順序為冬季、秋季、春季、夏季；PM10濃度呈現(xiàn)從高到低的順序為冬季、秋季、春季、夏季；SO2濃度呈現(xiàn)從高到低的順序為冬季、春季、秋季、夏季，可以看出冬季污染最為嚴(yán)重。這是因為重慶位于長江流域上游，屬“夏熱冬冷”地區(qū)。重慶地處四川盆地，兩江交匯之處，氣候與其他城市明顯不同。冬季日照嚴(yán)重不足，屬國內(nèi)日照最少的地區(qū)。且重慶冬季主要受到靜穩(wěn)天氣影響。靜穩(wěn)天氣是產(chǎn)生霧和霾的必要條件，就水平方向來說是“靜”，就是指風(fēng)小，冷空氣活動比較弱，污染物水平輸送弱；就垂直方向來說是“穩(wěn)”，指的是大氣層結(jié)比較穩(wěn)定，因此污染物易在地表形成堆積。由于近期無風(fēng)，不利于污染物擴散，導(dǎo)致污染物的濃度升高。而夏季降水量增多，雨水對于污染物有凈化的作用，且重慶夏季因氣溫高，濕度大，大氣邊界層后，有利于污染物的擴散。因此，冬季污染物的濃度比較高，而夏季污染物的濃度比較低。

3.3 空氣污染物月度變化規(guī)律以及趨勢

2013—2018年重慶市PM2.5、PM10、SO2濃度變化趨勢見圖1。

如圖1所示，可見在PM2.5、PM10指數(shù)在2014年初有一個大幅度的下降，在2015年污染各個指數(shù)也有小幅度的上升，由于后期政府十分重視相關(guān)污染控制，采取一定的措施和環(huán)保投入，使得各個污染指數(shù)下降，二氧化硫的范圍波動范圍較小，總體上都呈現(xiàn)下降趨勢，這初步驗證了前面提出的假設(shè)。

3.4 統(tǒng)計學(xué)方法

3.4.1 描述性統(tǒng)計分析

基于SPSS 20的描述性統(tǒng)計分析顯示，PM2.5的極小值與極大值差距較大，極大值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，極小值略低于其標(biāo)準(zhǔn)值，其平均值也較高于標(biāo)準(zhǔn)均值。PM10的極大值與極小值差距較明顯，且與平均值相差較大，與其標(biāo)準(zhǔn)值都有很大差別。SO2的極大值與極小值也存在一定差別，極小值與其標(biāo)準(zhǔn)濃度值差距明顯，低于標(biāo)志值較多，極大值也略低于標(biāo)準(zhǔn)值。均值也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其標(biāo)準(zhǔn)值。

3.4.2 空氣綜合污染指數(shù)

P為綜合污染指數(shù)；

Pi為第i項空氣污染物的分指數(shù) ；

Ci為第i項空氣污染物的年均濃度值；

Si為第i項空氣污染物的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)限值；

Fi為第i項空氣污染物的污染負(fù)荷系數(shù)。

評價因子為PM2.5、PM10、SO2。評價標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行GB3095—2012《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的二級標(biāo)準(zhǔn)[6]（PM10：0.07mg/m3，SO2：0.06mg/m3，PM2.5：0.035mg/m3）。采用Excel 2010進行數(shù)據(jù)處理，以SPSS 20進行統(tǒng)計分析，2013—2018年重慶市綜合污染指數(shù)變化如圖2所示：

3.4.3 主要空氣污染物的污染負(fù)荷系數(shù)

重慶市近5年主要空氣污染物的污染負(fù)荷系數(shù)范圍為PM2.5（50.36～53.52）、PM10（196.26～266.65）、SO2（9.14～14.97），其中SO2負(fù)荷系數(shù)呈下降趨勢，PM10負(fù)荷系數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢，PM2.5負(fù)荷系數(shù)先上升后降低，見表3。

從圖2和表3可以看出近幾年重慶市空氣污染有具有以下特征。

（1）從圖2可以看出重慶的環(huán)境污染綜合指數(shù)不是十分穩(wěn)定，在2013年到2014年有很大的下降態(tài)勢，但在2014年末到2015年初污染指數(shù)又有所上升，后期在政府和直轄的管制下，又逐漸下降，在2015年比較穩(wěn)定，在冬季也就是11月12月的綜合污染指數(shù)均有上升趨勢，可見在冬季應(yīng)該加大管理力度。

（2）從表3可看出，各污染因子負(fù)荷率雖年份變化而產(chǎn)生波動，PM10和SO2的負(fù)荷率呈下降趨勢，其PM10的污染負(fù)荷率從最高267%（2014年）降到196%（2018年），SO2的污染負(fù)荷率從15%（2014年）降到9%（2018年）。但其PM10的負(fù)荷率在3項主要污染物中仍然占據(jù)最高的比重，PM2.5的污染率在50%左右，在3項主要污染物中居第2位。SO2的污染負(fù)荷率在10%左右，在3項污染物中占第3位。2018年全市污染物負(fù)荷系數(shù)從大到小排列順序為：PM10（222.3%）>PM2.5（51.4%）>SO2（11.1%）。PM10污染負(fù)荷指數(shù)逐年下降的同時，SO2也在逐年下降，而PM10呈穩(wěn)定狀態(tài)，污染指數(shù)控制得比較良好。

4 結(jié)論

本文對重慶市環(huán)境空氣質(zhì)量進行了綜合評價研究。具體而言，首先，對重慶市空氣污染的季節(jié)變化趨勢進行了分析；其次，直觀對空氣污染物月度變化規(guī)律以及趨勢進行了剖析，并對3種主要污染物的濃度進行了描述性統(tǒng)計分析；再次，構(gòu)建重慶市空氣污染指數(shù)，并對2013年以來的總體污染趨勢進行了研究；最后，通過主要空氣污染物的污染負(fù)荷系數(shù)對空氣質(zhì)量做了進一步的分析。

通過研究發(fā)現(xiàn)，重慶市環(huán)境空氣質(zhì)量總體上保持良好的水平，空氣污染綜合指數(shù)也呈現(xiàn)下降趨勢。2013—2018年可吸入顆粒物（PM2.5、PM10）濃度呈現(xiàn)下降趨勢，二氧化硫的濃度變化比較平穩(wěn)，根據(jù)重慶市地理環(huán)境、氣象條件和地形特點等因素來看，在冬季三個污染濃度都有所增加，即污染物濃度變化季節(jié)性明顯，濃度高低表現(xiàn)為冬季>春季>秋季>夏季，所以應(yīng)在冬季加強對污染的控制。總體來說，從重慶市直轄以來，重慶市治理大氣污染取得一定的成效。這些結(jié)論與文獻中的結(jié)論基本一致，其原因可能是國家對生態(tài)環(huán)境的一系列政策出臺而產(chǎn)生的政策效應(yīng)。

結(jié)合以上統(tǒng)計分析、相關(guān)文獻以及實際情況分析污染在于城市的綜合整改力度不大，按照城市建設(shè)總體規(guī)劃，對大氣污染嚴(yán)重的企業(yè)和重點污染源采取關(guān)停并轉(zhuǎn)遷，以及汽車燃料構(gòu)成有待改變，從而減少廢氣排放，還應(yīng)減少煙塵污染，開展相關(guān)煙塵控制區(qū)建設(shè)。各工業(yè)部門應(yīng)當(dāng)積極治理污染，大搞綜合利用，從而降低污染綜合指數(shù)，控制污染。

受年度時間的影響，數(shù)據(jù)收集方面存在年限過少，并且樣本容量不夠大，不足以反映年度之間較為準(zhǔn)確的描述，2013年只收集到12月的數(shù)據(jù)，2018年只收集前4個月的數(shù)據(jù)，在季度上存在些許誤差。因此，對于將來所要努力的方向，需要更全面、更具體地收集數(shù)據(jù)，進行更好的描述，更有力地進行分析。

參考文獻

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[6] GB 3095-2012，環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].2012.